[发明专利]一种长定子直线电机定子供电方法

说明书

本发明涉及一种长定子直线电机定子供电方法，该方法将多相长定子绕组沿动子运行方向划分为首尾电气串联的分区供电区段，各供电区段首尾均设置多相可控开关组件，分别称为该区段的首开关和尾开关；根据动子运行状态，使得所述可控开关组件处于与电源联接、与中性线联接或者悬空状态，组成不同供电回路，实现直线电机定子的分段供电；当动子处于供电区段k时，供电区段k的首开关和尾开关中一个设置成与电源联接状态，另一个设置成与中性线联接状态；动子由供电区段k至供电区段k+1的跨越过程基于“预接通”和“延迟切断”规则完成。与现有技术相比，本发明具有设备成本低，在定子段供电切换过程中直线电机驱动力能够保持平稳等优点。

技术领域

本发明属于电机与控制技术领域，尤其是涉及一种长定子直线电机定子供电方法。

背景技术

直线电机是一种能将电能直接转化为直线运动机械能的新型电机，在轨道交通、纺织工业、重工业等领域都有广阔的应用前景。长定子直线电机可作为轨道交通的核心驱动部分，对交通领域的发展具有重大意义。

供电技术是长定子直线电机驱动系统中的关键，供电系统为动子提供运行所需要的动力，其电源的幅值和频率都可改变。由于其采用长定子结构，若对冗长轨道上的全部定子绕组同时供电是不现实的，这势必会造成大量能量不必要的损耗，大大降低电机驱动系统的效率，这一点尤其体现在大功率电机驱动系统中。而在长定子直线电机中，真正参与机电能量变换的只有动子经过的定子段，该段通电产生行波磁场，与励磁磁场相互作用，为动子运行提供驱动力。故只需保证为动子所在的定子段对应定子绕组供电，即对定子绕组实行分段供电。

目前长定子直线电机的定子绕组分段供电方法主要包括两步法和三步法。两步法需要两组馈电电缆，每组给固定一侧轨道的定子段供电。在定子段切换过程中，先将动子将要离开的定子段的回路开关关断，并使电流下降到零，然后使动子即将进入的定子段的回路开关闭合，并使电流上升。在换步时，驱动力会有一定脉动和下降。三步法则需要三组馈电电缆轮流给两侧定子段供电，避免了两步法中动子在定子段切换过程中的驱动力的脉动，但馈电电缆多，供电设备复杂化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种长定子直线电机定子供电方法，实现对长定子直线电机定子绕组的分段供电，设备成本低，且在定子段供电切换过程中直线电机驱动力能够保持平稳。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种长定子直线电机定子供电方法，该方法将多相长定子绕组沿动子运行方向划分为首尾电气串联的分区供电区段，各供电区段首尾均设置多相可控开关组件，分别称为该区段的首开关和尾开关；

根据动子运行状态，使得所述可控开关组件处于与电源联接、与中性线联接或者悬空状态，组成不同供电回路，实现直线电机定子的分段供电；

正常行驶工况，当动子处于供电区段k时，供电区段k的首开关和尾开关中一个设置成与电源联接状态，另一个设置成与中性线联接状态；

动子由供电区段k至供电区段k+1的跨越过程基于“预接通”和“延迟切断”规则完成，

所述“预接通”规则是指：为动子从供电区段k跨越至k+1供电区段做准备，首先将供电区段k+1的首开关状态切换至与供电区段k的首开关状态一致，紧接着将供电区段k的首开关切换到悬空状态；

所述“延迟切断”规则是指：当动子从供电区段k跨越至k+1供电区段之后，将供电区段k+1的尾开关状态切换至与供电区段k的尾开关状态一致，紧接着将供电区段k的尾开关切换到悬空状态。

进一步地，所述多相长定子绕组采用“Y”形连接、中性线引出的供电方式。

进一步地，相邻供电区段之间共用一个可控开关组件。

进一步地，分相对所述可控开关组件进行状态切换控制。